JPH03292752A - パターン欠陥検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明はパターンが形成された被検査体の欠陥を判定す
るパターン欠陥検査装置に関する。

（従来の技術） 第１７図はパターン欠陥検査装置の構成図である。ＸＹ
ステージ１上には被検査体２か載置されている。この被
検査体２は半導体マスクのパターンが形成されている。

ＸＹステージ１の上方には例えば固体撮像素子から成る
センサ３か配置されている。このセンサ３は被検査体２
を撮像してその濃淡画像信号を出力する。この画像信号
はＡ／Ｄ変換回路４によりディジタル変換されて微分回
路５及び比較回路６に送られる。一方、設計データから
求められる半導体マスクパターンの設計画像データか濃
淡変換回路７に人力される。ここで、設計画像データは
白及び黒の２値レベルとなっている。濃淡変換回路７は
設計画像データをセンサ３等の特性に合わせたはけ関数
（インパルス応答）により濃淡レベルの参照画像データ
に変換する。

この参照画像データは微分回路８及び比較回路６に送ら
れる。なお、前記ＸＹ子テーブルはレーザ測長装置９に
よりＸＹ位置が測定され、このＸＹ位置が比較回路６及
び１０に送られている。

前記各微分回路５，８はそれぞれ画像データをＸ及びＹ
方向において微分処理する機能を有するもので、このう
ち微分回路５は検査画像データをＸ及びＹ方向において
微分処理し、微分回路８は参照画像データをＸ及びＹ方
向において微分処理する。これら微分処理された各画像
データは共に比較回路１０に送られる。

この比較回路１０はレーザ測長装置９からのＸＹ位置に
従って微分処理された検査画像データと参照画像データ
とを比較して濃淡レベルの差を求める。この場合、濃淡
レベルの比較は微分処理の各方向Ｘ、Ｙの各画像データ
ごとでかつ各画素ごとに行われる。この比較回路１０の
比較結果は最大値検出回路１１に送られ、この最大値検
出回路１１は各画像データの濃淡レベル差の絶対値のう
ち大きい値の濃淡レベル差を検出して判定回路１２に送
る。この判定回路１２は濃淡レベル差と予め設定された
閾値Ｓ１とを比較し、濃淡レベル差が閾値Ｓ１よりも大
きければ欠陥と判定する。

一方、比較回路６はレーザ測長装置９からのＸＹ位置に
従って微分処理される前の検査画像データと参照画像デ
ータとを直接比較して濃淡レベル差を判定回路１３に送
る。この判定回路１３は濃淡レベル差と予め設定された
閾値Ｓ２とを比較し、濃淡レベル差か閾値Ｓ２よりも大
きければ欠陥と判定する。

ところが、上記装置ではそれぞれ微分処理した参照画像
データと検査画像データとを比較する際に１画素程度の
位置ずれが生じている。この位置ずれはＡ　／”Ｄ変換
回路４においてディジタル変換する際のサンプリング誤
差や半導体ウエノ＼のパターンの描画精度、半導体ウェ
ハのパターンの現像プロセスにおいて生じる誤差による
。この位置ずれは欠陥検査において補正されず、この位
置ずれが欠陥として判定される。例えば、半導体ウエノ
１のパターンのエツジやコーナにおいて位置ずれが生じ
やすく、これらエツジやコーナの部分が欠陥として判定
される。

（発明か解決しようとする課題） 以上のように参照画像データと検査画像データとの比較
において位置ずれが生し、正常パターン部分を欠陥とし
て検出している。

そこで本発明は、参照画像データと検査画像データとに
位置ずれか生していても確実に欠陥のみを判定できる信
頼性を向上させたパターン欠陥検査装置を提供すること
を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、被検査体を撮像する撮像装置と、この撮像装
置の撮像により得られる検査画像データを少なくとも２
方向で微分処理する第１微分処理手段と、被検査体に対
する参照画像データを第１微分処理手段と同一の少なく
とも２方向で微分処理する第２微分処理手段と、この第
２微分処理手段の各微分処理画像データのうち最も微分
値の小さい微分処理画像データの微分方向を検出し、か
つこの微分方向となる第１微分処理手段の微分処理画像
データを選択する選択手段と、この選択手段により選択
された微分処理画像データと閾値とを比較して欠陥を判
定する判定手段とを備えて上記目的を達成しようとする
パターン欠陥検査装置である。

（作用） このような手段を備えたことにより、撮像装置の撮像に
より得られる検査画像データが第１微分処理手段により
少なくとも２方向で微分処理され、参照画像データか第
２微分処理手段により第１＠分処理手段と同一方向で微
分処理される。そして、第２微分処理手段の各微分処理
画像データのうち最も微分値の小さい微分処理画像デー
タの微分方向が検出され、かつ同微分方向の第１微分処
理手段の微分処理画像データか選択され、この微分処理
画像データと閾値とが比較されて欠陥が判定される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例について図面を参照して説明す
る。なお、第１６図と同一部分には同一符号を付してそ
の詳しい説明は省略する。

第１図はパターン欠陥検査装置の構成図である。

Ａ／Ｄ変換回路４には第１微分処理回路２０か接続され
、又濃淡変換回路７には第２微分処理回路２１が接続さ
れている。これら第１及び第２微分処理回路２０．２１
はそれぞれＸＹ力方向び±４５０方向で各微分処理する
機能を持ったもので、第２図〜第５図に示す各空間微分
オペレータを有している。これら空間微分オペレータの
うち第２図はＸ方向の空間微分オペレータ、第３図はＹ
方向の空間微分オペレータ、第４図は＋４５″方向の空
間微分オペレータ、第５図は一４５°方向の空間微分オ
ペレータである。これら第１及び第２微分処理回路２０
．２１の各微分処理画像データは選択回路２２に送られ
ている。

この選択回路２２は、第２微分処理回路２１の各微分処
理画像データのうち絶対値で最も微分値の小さい微分処
理画像データの微分方向を検出し、かつこの微分方向と
同一方向となる第１微分処理回路２０の微分処理画像デ
ータを選択する機能を有するものである。具体的には最
小微分値検出回路２３及びセレクタ２４から構成されて
いる。最小微分値検出回路２３は第２微分処理回路２１
の各微分処理画像データのうち絶対値で最も微分値の小
さい微分処理画像データの微分方向を検出する機能を有
している。又、セレクタ２４は第１微分処理回路２０の
各微分処理画像データのうち最小微分値検出回路２３に
より検出された微分方向となる微分処理画像データを選
択する機能を有している。このセレクタ２４により選択
された微分処理画像データは判定回路２５に送られてい
る。

この判定回路２５はセレクタ２４により選択された微分
処理画像データと閾値Ｓ１０とを比較し、閾値Ｓ１０よ
りも濃淡レベルが高い部分を欠陥として判定する機能を
有するものである。

次に上記の如く構成された装置の作用について説明する
。

濃淡変換回路７から出力される参照画像データは第６図
に示すように中央で黒レベルと白レベルとに２分された
パターンとなっている。この参照画像データは第２微分
処理回路２１に送られる。

この第２微分処理回路２１は第２図〜第５図に示す各空
間微分オペレータによりＸＹ力方向び±４５°方向で参
照画像データを微分処理する。第７図はＸ方向の微分処
理画像データであり、第８図はＹ方向の微分処理画像デ
ータである。この場合、参照画像データのパターンはＹ
方向に延びているので、Ｙ方向の微分処理画像データは
その値がほぼ零となっている。又、第９図は＋４５″方
向の微分処理画像データであり、第１０図は一４５°方
向の微分処理画像データである。これら微分処理画像デ
ータは最小微分値検出回路２３に送られる。

この最小微分値検出回路２３は、第２微分処理回路２１
の各微分処理画像データのうち絶対値で最も微分値の小
さい微分処理画像データ、つまり第８図に示す微分処理
画像データの微分方向であるＹ方向を検出する。

一方、検査画像データは第１微分処理回路２゜に送られ
る。ここで、検査画像データは第１１図に示すように参
照画像データのパターンとの位置ずれＨが生していると
ともに欠陥Ｇがある。第１微分処理回路２０は第２図〜
第５図に示す各空間微分オペレータによりＸＹ力方向び
±４５″方向で検査画像データを微分処理する。第１２
図はＸ方向の微分処理画像データであり、第１３図はＹ
方向の微分処理画像データ、又、第１４図は＋４５″方
向の微分処理画像データであり、第１５図は一４５６方
向の微分処理画像データである。

以上の各微分処理か行われると、セレクタ２４は最小微
分値検出回路２３からＹ方向の微分方向を受け、第１微
分処理回路２０の各微分処理画像データのうちＹ方向で
微分処理された第１３図に示す微分処理画像データを選
択し、判定回路２５に送る。

この判定回路２５はセレクタ２４からの微分処理画像デ
ータと閾値５１０とを比較し、閾値Ｓ　１０よりも濃淡
レベルが高い部分Ｇ、、Ｇ２を欠陥として判定する。な
お、これら欠陥部分Ｇユ、Ｇ２の位置は画素位置から検
出される。

ところで、参照画像データのパターンが第１６図に示す
ように＋４５″方向で白レベルと黒レベルとに２分され
ていれば、第２微分処理回路８での微分処理結果は、＋
４５°方向で微分処理した微分処理画像データの微分値
の絶対値が最も小さい値となる。従って、かかる参照画
像データでは、セレクタ２４において＋４５°方向で微
分処理した微分処理画像データが選択される。

このように上記一実施例においては、検査画像データを
第１微分処理回路５によりＸＹ及び±４５０方向で微分
処理するとともに参照画像データを第２微分処理回路８
によりＸＹ及び±４５″方向で微分処理し、参照画像デ
ータの各微分処理画像データのうち最も微分値の小さい
微分処理画像データの微分方向を検出して同微分方向の
検査画像データの微分処理画像データを選択し、この微
分処理画像データと閾値５１０とを比較して欠陥を判定
するようにしたので、参照画像データの最も微分値の小
さい微分処理画像データはその微分値が零となり、同微
分方向で検査画像データを微分処理すれば欠陥部分のみ
が現れる。従って、参照画像データのパターンと検査画
像データのパターンとがずれていても、このずれによる
誤欠陥となる濃淡レベルを低減又は全く無くすことがで
きて確実に欠陥のみを検出できる。

なお、本発明は上記一実施例に限定されるものでなくそ
の主旨を逸脱しない範囲で変形してもよい。例えば、被
検査体は半導体マスクのパターンに限ることはない。又
、各微分処理回路２０，２１の各微分方向は被検査体の
パターンに合わせて任意に設定してよい。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、参照画像データと
検査画像データとにずれが生じていても確実に欠陥のみ
を判定できる信頼性を向上させたパターン欠陥検査装置
を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１５図は本発明に係わるパターン欠陥検査
装置の一実施例を説明するための図であって、第１図は
構成図、第２図乃至第５図は空間微分パターンの模式図
、第６図は参照画像データの模式図、第７図乃至第１０
図は第２微分処理回路の微分処理画像データを示す模式
図、第１１図は検査画像データを示す模式図、第１２図
乃至第１５図は第１微分処理回路の微分処理画像データ
を示す模式図、第１６図は他の参照画像データを示す模
式図、第１７図は従来装置の構成図である。 １・・・ＸＹ子テーブル２・・・被検査体、３・・・セ
ンサ、４・・・Ａ／Ｄ変換回路、７・・・濃淡変換回路
、２０・・・第１微分処理回路、２１・・・第２微分処
理回路、２２・・・選択回路、２３・・・最小微分値検
出回路、２４・・・セレクタ、２５・・・判定回路。 剣　２　図 前　３　Ｎ 第　４　Ｆ暑 第　５　「）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　被検査体を撮像する撮像装置と、この撮像装置の撮像
   により得られる検査画像データを少なくとも２方向で微
   分処理する第１微分処理手段と、前記被検査体に対する
   参照画像データを前記第１微分処理手段と同一の少なく
   とも２方向で微分処理する第２微分処理手段と、この第
   ２微分処理手段の各微分処理画像データのうち最も微分
   値の小さい微分処理画像データの微分方向を検出し、か
   つこの微分方向となる前記第１微分処理手段の微分処理
   画像データを選択する選択手段と、この選択手段により
   選択された微分処理画像データと閾値とを比較して欠陥
   を判定する判定手段とを具備したことを特徴とするパタ
   ーン欠陥検査装置。